Ključna razlika med izoliranim in zaprtim sistemom je v tem, da izolirani sistemi ne morejo izmenjevati snovi in energije z okolico, lahko pa izmenjujejo energijo, čeprav tudi zaprti sistemi ne morejo izmenjevati snovi z okolico.
Za lažji študij kemije delimo vesolje na dva dela. Del, ki ga bomo preučevali, je "sistem", ostalo pa je "okolica". Sistem je lahko na primer organizem, reakcijska posoda ali celo ena celica. Obstaja meja med sistemom in okolico. Meja določa obseg sistema. Včasih se snov in energija izmenjujeta skozi te meje. Poleg tega lahko sistem razvrstimo v dve kategoriji; sta odprt sistem in zaprt sistem. Izoliran sistem je oblika zaprtega sistema.
Kaj je izoliran sistem?
Izolirani sistem je oblika zaprtega sistema. Od zaprtega sistema pa se razlikuje po tem, da nima niti mehanskega niti toplotnega stika z okolico. To pomeni; izolirani sistemi ne morejo izmenjevati snovi in energije z okolico. Poleg tega ti sistemi s časom dosežejo termodinamično ravnovesje z uravnoteženjem tlaka, temperature ali drugih parametrov.
Praktično izoliran sistem ne obstaja, ker vse stvari medsebojno delujejo na določene načine. Vendar pa lahko celotno vesolje obravnavamo kot izoliran sistem, saj ni prenosa snovi in energije izven vesolja. Teoretično je to uporabno pri konstruiranju modelov. Na primer, prvi in drugi termodinamični zakon opisujeta izoliran sistem.
Slika 01: Primerjava izoliranega sistema z odprtimi in zaprtimi sistemi
Prvi zakon termodinamike pravi, da je "notranja energija izoliranega sistema konstantna." Drugi zakon termodinamike pravi, da »entropija izoliranega sistema narašča med spontanim procesom«. Vendar ta zakon velja samo za izolirane sisteme. Entropija se bo v izoliranem sistemu sčasoma povečala in dosegla največjo vrednost v ravnovesju. Na kratko, skupna energija teh sistemov se ne more nikoli povečati. Tako se entropija nikoli ne more zmanjšati.
Kaj je zaprt sistem?
V zaprtem sistemu snov ne more preiti meje. Zato je snov znotraj zaprtega sistema vedno enaka. Vendar pa se v tovrstnem sistemu energija izmenjuje z okolico. Na primer, ko pride do reakcije, se lahko sistem razširi ali pa prenese energijo v okolico, če ima nižjo temperaturo.
Slika 02: Sistem in njegova okolica, ločena z mejo
Primer: Če vrh tople skodelice čaja pokrijemo s pokrovom, potem postane zaprt sistem. Tam para ne more uiti iz sistema. Prav tako molekule plina v okolici ne morejo vstopiti v sistem. Zato ni izmenjave snovi. Vendar se toplota čaja izmenjuje z okolico. Toploto začutimo, če se dotaknemo pokrova skodelice. Zato energija prihaja zunaj kot toplotna energija. Tam sistem doseže ravnovesje z okolico, ko se temperatura znotraj in zunaj sistema izenači.
Kakšna je razlika med izoliranim in zaprtim sistemom?
Meja ločuje sistem in njegovo okolico. Sistem lahko imenujemo bodisi odprt ali zaprt sistem, odvisno od izmenjave snovi in energije skozi to mejo. Izoliran sistem je tudi oblika zaprtega sistema. Ključna razlika med izoliranim in zaprtim sistemom je v tem, da izolirani sistemi ne morejo izmenjevati materije in energije z okolico, lahko pa izmenjujejo energijo, čeprav zaprti sistemi ne morejo izmenjevati snovi z okolico.
Kot drugo pomembno razliko med izoliranim in zaprtim sistemom lahko rečemo, da se entropija izoliranega sistema nikoli ne more zmanjšati, medtem ko se lahko entropija zaprtega sistema zmanjša. Poleg tega so izolirani sistemi teoretični; to pomeni, da ti sistemi v resnici ne obstajajo. Vendar zaprti sistemi v resnici obstajajo.
Povzetek – Izoliran sistem proti zaprtemu sistemu
Sistemi so dveh vrst; sta odprt sistem in zaprt sistem. Izolirani sistemi so tudi vrsta zaprtega sistema. Vendar pa je med njimi malo razlik. Ključna razlika med izoliranim in zaprtim sistemom je v tem, da izolirani sistemi ne morejo izmenjevati snovi in energije z okolico, lahko pa izmenjujejo energijo, čeprav tudi zaprti sistemi ne morejo izmenjevati snovi z okolico.
